Устройство для регулирования концентрации добавок,снижающих турбулентное трение в трубопроводе Советский патент 1984 года по МПК G05D11/02 

Изобретение относится к техник; регулирования физико-химических свойств жидких сред и может быть использовано для дозирования в жидкости, перекачиваемые по замкнутым тру6 проводньи системам добавок, снижающих турбулентное трение, например, высокомолекулярных полимеров с цепочным строением моле1 ул, мицеллообразующих поверхностно-активных веществ (ПАВ) и др. Известна система регулирования концентрации поверхностно-активного вещества в растворе, содержащая да1 |Чики расхода ПАВ, растворителя и блок измерения поверхностного натяжения жидкости, подключенные к регулятору соотношения 1J . Недостатком этой системы является невозможность применения ее для труб проводных систем из-за того, что необходимая концентрация смешиваемых ПАВ и его растворителя в приготавливаемом растворе обеспечивается регулированием расхода растворителя при постоянном расходе ПАВ, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее расходомернуго диафрагму, установленную в трубопроводе, инжекторный дозатор, снабженный клапаном, управляемым пневматическим реле через обратньш клапан с регулируемым дросселем, контрольную и основную емкости с жидким одорантом, дозирующую и соединительные трубки. Движение дозируемой жидкости в одоризаторе осуществляется под дей ствием перепадов давлений, возникающих на сужающих устройствах (диафраг ме и инжекторе) при движении газа по трубопроводу, а также под действием ее собственного веса Ij2, Недостатком известного устройства является отсутствие элемента, кон ролирующего и регулирующего концентрацию добавок, находящихся в потоке, движуп;;емся по трубопроводу. Целью изобретения является экономия энергозатрат и добавок. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для регулирования концентрации добавок, снижающих турбулентное трение в трубопроводе, содержащем трубопровод с основным сужающим устройством, дозирующую трубу подсоединенную параллельно к трубопроводу, с дозирующим сужающим устройством и емкость добавок, на- дозирующей трубе перед дозирующим сужающим устройством установлен датчик концентрации добавок, вьтолненный в виде не менее двух трубок переменного сечения, соединенных параллельно, а емкость добавок снабжена диафрагмой, разделяющей емкость добавок на две полости, одна из которых заполнена добавками и подсоединена к дозирующему сужающему устройству, а другая - к дозирующей трубе до дозирующего сужающего устройства. Кроме того, трубки переменного сечения датчика концентрации добавок выполнены в виде последовательно соединенных коротких патрубков с соотношением площадей поперечных сечений 1:4 - 1:16 и длиной, равной стороне или диаметру большего из сечений. На чертеже представлено устройстJBO для регулирования концентрации добавок, снижающих турбулентное трение в трубопроводе. Устройство содержит трубопровод 1 с основным сужающим устройством 2, дозирующую трубу 3, подсоединенную параллельно к трубопроводу 1, с дозирующим I сужающим устройством 4 и емкостью 5 добавок. На дозирующей трубе 3 перед дозирующим сужающим- устройством А установлен датчик концентрации добавок, выполненный в виде не менее двух трубок 6 переменного сечения, соединенных параллельно. Емкость 5 добавок снабжена диафрагмой 7, разделяющей емкость 5 добавок на две полости 8 и 9, одна из которых 8 заполнена добавками и подсоединена через трубопровод 10 к дозирующему сужающему устройству 4, а другая 9 подсоединена через трубопровод 11 к дозирующей трубе 3 до дозирующего сзжающего устройства 4. Для заполнения емкости 5 добавок добавками к ее днищу присоединена груба 12 с вент}тем t3, а на трубопроводе 10 установлен вентиль 14, предотвращающий попадание добавок в дозирующую трубу 3 при заправке ими емкости 5 добавок. Принцип работы устройства основан на свойстве добавок, снижающих турбулентное трение, снижать гидравлическое сопротивление гладких поверхностей, в т.ч. прямьпс труб постоянного диаметра, и увеличивать гидравлическое сопротивление сильно шероховатых поверхностей, большинства местных сопротивлегний и трубок переменно го сечения малых диаметров. При этом сопротивление трубок переменного сечения прямо пропорционально концентрации добавок в потоке жидкости и возрастает в 2-10 и более раз по сравнению с аналогичными условиями течения чистого растворителя. Поэтому расход добавок в предложенном устройстве прямо пропорционален рас ходу жидкости в транспортирующем трубопроводе и обратно пропорционален концентрации находящихся в ней эффективных (не претерпевших механической деструкции и временной де градации) добавок, снижающих турбулентное трение. Устройство работает следующим образом.. Емкость 5 добавок заправляют раст вором добавок расчетной концентрации через трубу 12, предварительно закрыв вентиль 14 и открыв вентиль 13. В заполненной добавками емкости 5 добавок диафрагма 7 занимает крайнее верхнее положение, в опорожненной крайнее нижнее. Расположение емкости 5 добавок ниже горизонтального участка СВ дозирующей трубы 3, к к0торому подключены трубопроводы 10 и 11, исключает поступление добавок в трубопровод 1 при отсутствии в нем расхода жидкости. При движении жидкости по трубопро воду 1 в точке А основного сужающего устройства 2 давление меньше, чем в точке D трубопровода 1. Поэтому жидкость из точки D по дозирующей трубе 3 перетекает в точку А. Наличи дозирующего сужающего устройства 4 в дозирующей трубе 3 по той же причи не приводит к движению жидкости из точки С через емкость 5 добавок к , точке В. При этом в верхнюю полость емкости 5 добавок поступает жидкость, тра спортируемая трубопроводом 1. Из ниж ней полости емкости 5 добавок, благодаря наличию диафрагмы 7, вытекает тот же объем жидких добавок, которые двигаясь по трубопроводу 10 и через конечную часть дозирующей трубы 3, достигают точки А, где перемешиваютс с жидкостью, транспортируемой по трубопроводу 1. На трубопроводных системах, где жидкость перекачивается по замкнутому контуру, устройство устанавливают так, чтобы жидкость по трубопроводу 1 двигалась в направлении от точки D к точке А, Тогда добавки, поступившие из емкости 5 добавок в точку А трубопровода 1, достигнут точки D после того, как пройдут с жидкостью весь путь по замкнутЗму контуру трубопроводной системы. В точке D в дозирующую трубу 3 поступает уже жидкость с добавками. С увеличением концентрации добавок в перекачиваемой жидкости сопротивление датчика концентрации добавок возрастает пропорционально концентрации добавок, что приводит к уменьшению расхода ответвленного потока жидкости, движущегося по дозирующей трубе 3, и соответственно к уменьшению количества добавок, поступающих из емкости 5 добавок в трубопровод 1. Когда концентрация добавок достигнет заданной ойтимальной величины, устройство пополняет поток жидкости добавками в количестве, необходимом для восполнения части добавок, претерпевших в замкнутой трубопроводной системе механическую деструкцию или временную деградацию и тем самым потерявших свойство снижать турбулентное трение. Трубки 6 переменного сечения ЭТО;последовательно соединенные короткие патрубки круглого или прямоугольного поперечного сечения с соотношением площадей 1:4.- 1:16 и длиной, равной стороне или диаметру большего из Сечений. Диаметры патрубков 0, м. Чем меньше диаметры пат-, рубков, тем в большей степени гидрав/шческое сопротивление трубок 6 переменного сечения зависит от наличия добавок в потоке, т.е. возрастает их чувствительность к Добавкам. Инерционность предложенного-устройства зависит от времени прохождения жидкостью дозирующей трубы 3 и снижается уменьшением длины дозирующей трубы и увеличением скорости движения по ней жидкости. Для снижения потерь давления в дозирующей трубе ее увеличивают, так как при одинаковых значениях скорости движения жидкости в нескольких трубах разных диаметров потери давления будут наименьшими в той трубе, диаметр которой наибольший. Соответственно, с увеличением диаметра увели

1..УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРА1Щ1 ДОБАВОК, СНИЖАЮЩИХ ТУРБУЛЕНТНОЕ ТРЕНИЕ В ТРУЮПРОВОДЕ, содержащее трубопровод с основньм сужающим устройством, дозирующую трубу, подсоединенную параллельно к трубопроводу, с дозирующим сзпкающим устройством и емкость добавок, о тличающееся тем, что, с целью экономии энергозатрат и добавок, на дозирующей трубе п«фред дозирующим сужающим устройством установлен датчик концентрации добавок, выполненный в виде, не менее двух трубок переменного сечения, соединенных параллельно, a емкость добавок снабжена диафрагмой, разделяющей емкость добавок на две полости, одна из которых заполнена добавками и подсоединена к дозирующему сужающему устройству, a другая - к дозирующей трубе до дозирующего сужающегд устройства. 2. Устройство по п. 1, о т л ич айще е с я тем, что трубки переменного сечения датчика концентра(О ции добавок выполнены в виде последовательно соединенных коротких патрубков с соотношением площадей попе речньгх сечений 1:4 - 1:16 и длиной, равной стороне или диаметру большего из сечений. to о ю со со